落脚河水电站金属结构设计及回访

PAGExx水电站金属结构设计及回访xx水电站位于xx省毕节地区大方县双山镇境内，是乌江流域上游六冲河一级支流白甫河上的第七梯级电站，水库总库容4650m3,装机2×10MW，属中型水库小（一）型电站，采用引水式开发方式。电站工程由大坝、溢洪道、底孔、发电引水隧洞和厂房等建筑物构成，其中，金属结构设备包括溢洪道、进水口、底孔、尾水洞等部位的闸门（拦污栅）和启闭设备，总工程量约326t。本工程于2005年5月开工，2006年8月机组并网发电，在施工期内设计者与现场项目管理人员密切配合，协助做好施工管理及设计反馈，发挥设计在项目管理中的龙头作用。1.溢洪道弧形工作闸门、启闭设备溢洪道布置在拱坝河床段顶部，堰顶高程▽1265.80m，其上共设置5扇露顶式弧形工作闸门。主要参数为：孔口尺寸12m×6.5m（孔口宽度×孔口高度，下同），设计水头6m，总水压力2633KN，面板曲率半径4.5m。启闭机型式为固定弧门卷扬机，容量为2×150KN。根据相关水文资料每年库水位大约有2~3个月的时间低于堰顶，故未设置检修闸门。弧形闸门为主横梁斜支臂结构，主要材料为Q235B，溢流底板为WES曲线接直线段与反弧段。支铰型式为圆柱铰，轴承为钢基铜塑复合轴承。侧止水采用外L型橡胶水封，与侧向埋件的不锈钢止水座板压合，压缩量4mm，底止水为条形止水，压缩量约5mm。闸门操作为动水操作，可局部开启调洪，也可全开泄洪。露顶式弧形闸门结构振动是不可忽视的，主梁与支臂的单位刚度比K0的取值，对整体结构刚度和稳定运行有较大的影响，本套闸门设计中K0值为5.06，满足“闸门设计规范”对斜支臂的要求（规范为3~7），闸门最大开度时门底超过校核洪水水面线约0.5m，水流的波动不致直接影响闸门运行，但在宣泄洪水过程中诱发振动的因素较复杂，特别是小开度和闸门全开工况时，故操作闸门时要密切注意其运行状况，避免长期在振动区域内运行。xx电站大坝为椭圆曲线拱坝，溢洪道弧门在平面上呈等间距布置，闸墩从上游向下游逐渐缩窄，净距均保证为12m，这就要求水工设计周密、土建施工控制严格，为下一步金属结构埋件的埋设提供良好的基础条件。根据弧形工作闸门的施工顺序，闸墩侧向埋件和溢流面底槛定位是非常关键的，直接影响到闸门总体的安装精度。否则，极易使闸门整体在孔口宽度方向出现扭变形，引发闸门偏载，出现运行卡阻。溢洪道弧形工作闸门由容量为2×150KN的固定弧门卷扬机操作，共5台。操作条件为动水启闭，靠闸门自重闭门。吊点距为7.6m，扬程10m,两吊点间通过一根轴联系形成“刚性同步”，只要启闭机的产品质量可靠，安装定位准确就能较好地保证启闭机的同步性，对纠正和调节闸门在安装过程中难免产生的扭变形也有一定的效果。该启闭机除保证常用电源可靠外，还配备了备用电源，提高闸门操作运行可靠度，确保枢纽安全。2.冲沙放空底孔闸门、启闭设备冲沙放空底孔设置在坝身右岸，分别在进口设置一扇事故闸门，出口设置一扇弧形工作闸门。2.1进口事故闸门、启闭设备事故闸门的主要参数为：孔口尺寸3m×3m，设计水头46m，总水压力4210KN，采用悬臂轮式支承，支承跨度3.52m。启闭机型式为高扬程卷扬机，容量630KN（持住力），扬程为47m。闸门型式为平面定轮钢闸门，主要材料为Q235B，进口底板高程▽1230.00m。主支承型式为悬臂式主轮，兼作反向支承，闸门利用水柱动水关闭，静水启门，门顶设平压充水阀。面板和止水均设置在下游侧，底止水布置在门底中部，顶、侧止水采用P45橡塑水封，压缩量4mm，底止水为刀形水封，压缩量5mm。这样的止水布置型式即能满足利用水柱压力动水闭门的要求，又能使水封在水压和水柱重量的作用下止水效果良好。结合该闸门使用的条件和频次，只在底板至▽1248.00m的闸槽内设置埋件，其上至检修平台（▽1276.00m）为闸槽扩大段未设埋件，从▽1248.00m门槽在靠孔口侧采用双向渐变形式，逐步向下形成工作段尺寸，引导闸门入槽就位，从而减省了上段埋件的工程量。就目前施工调试及低于溢流堰顶水位运行的情况来看，闸门未出现启闭运行不利的现象，但这样的设计是否有真正的实际意义，还有待工程长期运行后评价。事故闸门选用1台容量为630KN的高扬程卷扬机控制，扬程47m。操作运行条件为动闭静启，与门体上设置的平压充水阀联动，启闭机上设置小开度的行程控制开关，以利控制充水阀的开启。当出口工作闸门出现事故时动水闭门，为检修工作提供条件，待任务完成，静水启门并锁定于检修平台上。2.2出口工作闸门、启闭设备工作闸门的主要参数为：孔口尺寸3m×2.5m，设计水头47m，总水压力3250KN，启闭机为深孔弧门液压机，容量500/100KN（启门力/下压力）。趁弧形闸门为双欢主梁直支臂结蒜构，主要材料亏为灵Q235碰B歌，主横梁与支络臂的单位刚度翅比欲K域0寺为附8.28叶，棚根据国内同类卷型弧门的运行横经验，侧止水绒采用方泻型咬“枯P评”宽型橡塑水封，携压缩量毯4mm富，底止水为条即形水封，压缩哀量约降5mm撕，顶止水设两电道，上一道设篇置在门叶上，酒下一道布置在字门楣上，均采辛用圆触头帆“讽P估”寄橡塑水封。门进叶关闭挡水状球态下上道止水丹压紧在门楣埋氧件的不锈钢座振板上，而门楣面上的止水压紧抛在门叶面板上番，疯这样的布置型病式能有效地防璃止闸门在开启仓时门顶产生射筛流。支铰型式柴为铸钢圆柱铰迫，轴承为钢基公铜塑复合轴承丛，上支承在钢支铰那梁上盈。钢梁倘为箱型梁的结地构形式来，两端离固结在导墙内茅，为保证其安员装角度与闸门桃总水压力作用美线契合，粱应提醒阿水工人员升注意墓在一期伸出二钳期的插筋设计护中，除按规范归要求设置一定湿数量和规格的雨插筋外，还要谋埋设一些角钢蒙，辅助钢支铰土梁的安装定位庙，以免二期砼遭固结凉作用袖前桥，定钢梁坛因束自重移产生问变形迅或移位宇。晓工作闸门由容养量军为述500K渴N联深孔弧门颜液压机耍操作稳，垒为单吊点中部植铰支摆动结构安，容易在水工藏建筑物上进行逐布置，垒操作运行条件恢为动水启闭邻。启门炼力栋500K籍N锋，闭门力宫为终100K鸭N碍，最大行程为味4m明，液压站设有弃两套电动洒机简/她液压泵组，互让为备用。借鉴情以往工程经验县，袭启闭机行程检矿测装置采用内领置式传感测量壳系统（编码器屠为进口件），横可免受外界因笨素（如闸门振浪动、水雾和其所他偶然因素）阀干扰，测量精才度高，运行检坏测可靠。熟该闸门平常为毅关闭挡水状态摄，当水库需要撒冲沙或放空时池开启。熊水库水位璃约泡▽前1269.0施0m框时现闸门止水效果巧较好，仅在顶稿侧止水、底侧旅止水的搭接处拌有少量的渗水垒。通过观察发何现液压启闭机让活塞杆在闭门棕断电一段时间汤后有微量回缩暴的现象，导致苍底止水压合不种严密，做不能长期有效缎地止水。割据代了解炕这种情况在省轰内工程中普遍牺存在，在此也氧希望设备生产起企业予以重视怜，采取切实可张行的措施解决素这个问题，提乐高液压设备在议水利工程中应隐用的可靠性。躺3咏进水口闸门（遥拦污栅）、启勿闭设备忘进水口位于坝串前右岸侧面，值底板叨高战程征▽谦12侨52.35戴m赢，依次设有拦扫污栅、事故闸遵门。下3.1念贿拦污栅筹拦污栅的型式扩为平面滑动式景，主要参数为玉：孔口尺寸繁8役m厌×阔7.6蛙m慈，设计水位差决3瓣m循，禾支承跨度太8.4m告，启闭机型式斩为高扬程卷扬枣机，蜘容量搜2×160K眉N俭，扬程秒24m盖。廊拦污栅为潜孔葬布置连通式结航构，主要材料长为夏Q235述B费，栅条净距带50mm伞，沫过栅流速约为尘1.1m榨/s层。分两节制造扑安装，节间革采用暗连接板和螺栓多连接，主支承增为增强四氟滑移道。笑在电站建成蓄乖水发电过程中熊，项目管理人蜜员根据设计人郊员的建议注意画对坝前库区内岁污物的清理外肃运，随着水位傍上升没有在进字水口前形成淤沟积，造成拦污受栅堵塞的现象专，为引水发电汽提供了良好的踩运行条件。提拦污栅利用机鬼械启闭人工清歉污，选电用芳1砍台液容量为热2×160K屿N料的高扬程卷扬逢式教操作像，泰扬程菌24党m合，操作运行条玉件为静水启闭沃。根据拦污栅帖前后埋设的水劫位计显突示看员，一旦水位差拼大于久3m夏验,危就要提升拦污够栅忙至滤检修平台高程背，及时清除污情物，脾以免对栅体结慌构造成破坏。蜂3.乓2牢事故闸门玩事故闸门的主败要参数为：孔椅口尺寸共4.5遮m桌×恭4.5宪m希，设计水头棍23献m何，总水压团力也4338K好N罪，采用悬臂轮浮式支承，支承中跨度边5.3m铅。启闭机型式膏为高扬程卷扬振机，容渐量状800K掌N垄（持住力），边扬程为苍24m祝。滑闸门型式为平缩面定轮钢闸门乱，主要材料彼为复Q235被B怜，主支承型式迹为悬臂式主轮烟，兼作反向支丈承。闸门利用乘水柱动水关闭侧，静水启门，细门顶设平压充脉水阀。面板和昆止水均设置在酸下游侧，底止键水布置在门底到中部，顶、侧稍止水采崭用研P4宫5笨橡塑水封，压幻缩量蜜4mm乘，底止水为刀裁形水封，压缩奋量哪5mm察。即能满足利亮用水柱压力动注水闭门的要求约，又使水封在旗水压和水柱重期量的作用下止赢水良好。短事故闸门选络用台1它台容量敲为毅800宋K怨N跑的高扬程卷扬焰机控制，扬程待24役m饿。操作运行条庙件为动闭静启哈，与门体上设驼置的平压充水抹阀联动，启闭坊机上设置小开页度的行程控制牛开关，以利充童水阀的开启。级当压力钢管和谣蝶阀出现事故吩时钟可幅动水闭门，切活断水流为检修作工作提供条件岩。一旦检修工旷作完成，静水道启门并锁定于次检修平台上。锣4冶.跃厂房尾水闸门煮、启闭设备寄尾水闸门设置刺在发电尾水管搏出口，茂共设户置剂2冶扇闸存门命,睛用于机组检修捞时阻断下游水慰流。缘主要参数为：按孔口尺寸霸2.658桑×捕2.847纷m蒙，设计水头煤1予3非m农，乳总水压租力庆938KN沾，支承跨度洪2.958m充，夫利用容量姨为肤50K射N繁平门卷扬机控珠制闸门。锦闸门为平面滑贼动钢闸门，邪主要材料咸为聪Q235扇B忆，屠主支承为增强着四氟滑道，档面板和止水均捧设置在下游侧杯，顶、侧止水狗为尾P4拆5县橡胶水封且。静水启闭，凡利用机组排水献系统充水平压拼。扣启闭机型式为勺平门卷扬机，员容量乏为凉50K推N傍，扬程海13m成,幼手电两用。5.防腐垂防腐工作是一非项系统工程，燥它效涉及鸦项目旷建设腐的各个环节，解设计、制造、迟施工、运行维陪护都要精心安烦排，保证质量目，才能衔确保滋闸门与启闭设浸备善在忍寿命德期内狗正常运行。闷本工程金属结仗构的防腐工作类不单针对门体络部分，启闭设逢备的防腐亦是额至关重要的。弓设计陡中温均采用涂料防帜腐徒，除要求施工书单位严格按照问《水工吧金属结构答防腐蚀规范严》鸟SL105脂-9挎5伏的有关像规定勾执行外，对净涂料种类的选扯择、保护年限斧、施工人员资乌质条件、工作迎环境以及监理唤等底都提出了详细访的要求，但从进现场实施的情纱况来看，浆施工企业的防树腐作业缺乏有邮力论的监督和管理致，虽未出现工甚程缺陷，倾其隐忧是存在且的，航同时也为在金属结构霜防腐工作快的饼管理模式提出订了思考：是在袭原设备果制造企业的基拉础上杜加强编管理还是将此水工作分包给专笑业的防腐企业紧，摄更有利于工程洪的实施与效果辛。初由于启闭设备戴在设计中只做臭选型备，其防腐要求边的明确度不及沟闸门门体部分铲，优溢洪道坏弧门部及厂房尾水闸取门启